DE112013000468B4 - Dämpfervorrichtung - Google Patents

Abstract

Dämpfervorrichtung (111) mit:einem Hauptkörper, der einen Federhalteraum (3, 8) aufweist, undeiner Dämpferfeder, die in dem Federhalteraum (3, 8) festgehalten wird, unddie Dämpfervorrichtung (111) ausgeführt ist, ein Stoßdrehmoment zu absorbieren,wobei:die Dämpferfeder eine Bogenfeder (1, 2) aufweist,die Bogenfeder (1, 2) in einem freien Zustand einen vorgegebenen Krümmungsradius (Ra) aufweist und einen freien Winkel (θa) zwischen Linien aufweist, welche ein Zentrum des Krümmungsradius (Ra) und die jeweiligen Enden der Bogenfeder (1, 2) verbinden,der Federhalteraum (3, 8) einen vorgegebenen Krümmungsradius (R1) und einen Einfügewinkel (θ0) aufweist,der Krümmungsradius (Ra) der Bogenfeder (1, 2) in dem freien Zustand eingestellt ist, dass er größer als der Krümmungsradius (R1) des Federhalteraums (3, 8) ist undder freie Winkel (θa) der Bogenfeder (1, 2) in dem freien Zustand eingestellt ist, dass er kleiner als ein Einfügewinkel (θ0) des Federhalteraums (3, 8) ist, unddie Bogenfeder (1, 2) gebogen und in dem Federhalteraum (3, 8) festgehalten wird und somit der Krümmungsradius (R1) der Bogenfeder (1, 2) klein im Vergleich zu dem der Bogenfeder (1, 2) im freien Zustand wird und der Einfügewinkel (θ0) der Bogenfeder (1, 2) groß im Vergleich zu dem freien Winkel (θa) der Bogenfeder (1, 2) in dem freien Zustand wird, wodurch eine Torsionsspannung mit einem negativen Vorzeichen auf ein Spulenelement angewendet wird, das einen inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder (1, 2) bildet, und wobei eine Torsionsspannung mit einem positiven Vorzeichen auf ein Spulenelement angewendet wird, das einen äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder (1, 2) bildet.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dämpfervorrichtung.
• Federn werden durch spiralförmiges Wickeln eines Spulenelements ausgebildet. Federn werden durch eine Last zusammengedrückt, die auf die Axialrichtung der Federn einwirkt. In dem Fall einer geraden zylindrischen Feder ist der Torsionsgrad des Spulenelements, der von der Kompression der Feder herrührend erzeugt wird, gleichmäßig. In dem Fall einer gekrümmten Bogenfeder ist der Torsionsgrad des Spulenelements, der von der Kompression der Bogenfeder herrührend erzeugt wird, jedoch nicht gleichmäßig. Im letzteren Fall ist die Hubhöhe des äußeren Umfangsabschnitts der Bogenfeder größer als die des inneren Umfangsabschnitts der Bogenfeder. Somit sind die Torsionsspannung und die Verformung des Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder ausbildet, beide groß. Das heißt, die Hubhöhe des äußeren Umfangsabschnitts der Bogenfeder hängt von der Verformung des Spulenelements ab, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet.
• 1(a) zeigt eine herkömmliche Bogenfeder, die in einem Federhalteraum festgehalten wird. 1(b) zeigt eine herkömmliche Bogenfeder, die in dem Federhalteraum zusammengedrückt wird und die einen Kompressionswinkel aufweist, der θ ist. Eine Bogenfeder weist einen Referenzradius R₁, einen mittleren Durchmesser D₀ und einen freien Winkel θ₀ auf. Außerdem weist ein Federhalteraum einen Einfügeradius R₁ und einen Einfügewinkel θ₀ auf. Das heißt, die Bogenfeder weist die gleiche Größe und Gestalt auf wie die vom Federhalteraum. Wie in 1(c) dargestellt ist, zeigt der mittlere Durchmesser D₀ der Bogenfeder einen Abstand zwischen der Mitte des Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet, und der Mitte des Spulenelements, das den äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet, an. Um ein Spiel der Bogenfeder im Federhalteraum zu verhindern, kann der Einfügewinkel des Federhalteraums kleiner eingestellt werden als der freie Winkel θ₀ der Bogenfeder. In diesem Fall wird die Bogenfeder beim Anwenden einer Vorlast auf die Bogenfeder im Federhalteraum festgehalten.
• Ist der Kompressionswinkel der Bogenfeder (θ) und ihre Hubhöhe (δ), dann kann sie ausgedrückt werden durch: $$\text{Einfügeradius}-\text{Hub }\mathrm{\delta }=\mathrm{\theta }\times {\text{R}}_1;$$

  

  $$\text{Außenumfangshub }{\mathrm{\delta }}_{\text{out}}=\mathrm{\theta }\times \left({\text{R}}_1+{\text{D}}_0/2\right);\text{ und}$$

  

  $$\text{Innenumfangshub }{\mathrm{\delta }}_{\text{in}}=\mathrm{\theta }\times \left({\text{R}}_1-{\text{D}}_0/2\right).$$

  
• 2 zeigt eine Beziehung zwischen einem Kompressionswinkel θ der Bogenfeder und einer Torsionsspannung des Spulenelements, die mit der Kompression der Bogenfeder verbunden ist. Aus 2 wird ersichtlich, dass die Torsionsspannung des Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet, relativ groß ist, während die Torsionsspannung des Spulenelements, das den äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet, relativ klein ist. Das gilt, weil die Hubhöhe des äußeren Umfangsabschnitts der Bogenfeder von der Torsion des Spulenelements abhängt, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet. Folglich ist das Auftreten eines Ermüdungsbruchs an dem inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder wahrscheinlicher als an dem äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder, wenn die Bogenfeder mehrmals zusammengedrückt wird. Das heißt, die herkömmlichen Bogenfedern sind nicht ausgelegt, ein Stoßdrehmoment über das gesamte Spulenelement hinweg wirksam abzufedern.
• Die oben erläuterte Bogenfeder wird als eine Dämpfungsfeder einer Dämpfervorrichtung verwendet. 3 zeigt einen herkömmlichen und typischen Drehmomentwandler. 4 zeigt eine Dämpfervorrichtung, die den Drehmomentwandler konfiguriert. Wie in 3 dargestellt ist, enthält der Drehmomentwandler in einem Gehäuse 105 ein Pumpenlaufrad 101, einen Turbinenläufer 102, einen Stator 103 und einen Kolben 104. Bei einer Rotation einer Frontabdeckung 106 mittels der Leistung aus einem Motor rotiert das Pumpenlaufrad 101 zusammen mit der Frontabdeckung 106, und der Turbinenläufer 102 rotiert mit einem Antriebsfluid, das als ein Medium dient.
• An dem inneren Umfangsabschnitt des Turbinenläufers 102 ist eine Turbinennabe 107 angebracht. Außerdem steht die Turbinennabe 107 im Eingriff mit einer nicht dargestellten Eingangswelle, welche die Leistung auf ein Getriebe überträgt.
• Dementsprechend kann die Rotation des Turbinenläufers 102 auf das nicht dargestellte Getriebe übertragen werden. Da der Drehmomentwandler eine Fluidkupplung ist, wird die Rotation des Turbinenläufers 102 beendet, wenn die Drehzahl des Pumpenlaufrads 101 niedrig ist, wodurch ein Fahrzeug angehalten wird. Wenn umgekehrt die Drehzahl des Pumpenlaufrads 101 zunimmt, dann beginnt sich der Turbinenläufer 102 zu drehen. Nimmt danach die Drehzahl des Pumpenlaufrads 101 weiter zu, dann kommt die Geschwindigkeit des Turbinenläufers 102 in die Nähe der Drehzahl des Pumpenlaufrads 101. Die Drehzahl des Turbinenläufers 102, der mit einem Antriebsfluid rotiert, das als ein Medium dient, stimmt jedoch nicht mit der Drehzahl des Pumpenlaufrads 101 überein.
• Mit Bezug auf diesen Punkt ist im Gehäuse 105 der Kolben 104 angeordnet, wie in 3 dargestellt ist. Überschreitet die Drehzahl des Turbinenläufers 102 einen vorgegebenen Bereich, dann bewegt sich der Kolben 104 in der axialen Richtung und greift an der Frontabdeckung 106 an. An einem äußeren Umfangsabschnitt des Kolbens 104 ist ein Reibungsbauteil 108 angebracht. Folglich gleitet der Kolben 104 nicht an der Frontabdeckung 106 ab und kann mit der gleichen Schnelligkeit rotieren wie die Frontabdeckung 106. Darüber hinaus ist der Kolben 104 über einen Dämpfer 111 an die Turbinennabe 107 gekoppelt. Dementsprechend rotiert der Turbinenläufer 102 unmittelbar mithilfe des Kolbens 104, während gleichzeitig Leistung aus dem Motor durch das Fluid verlustfrei auf das Getriebe übertragen wird. Das heißt, die Leistung kann vom Motor auf das Getriebe mit einem hohen Wirkungsgrad übertragen werden, der ohne einen Verlust infolge einer Übertragung durch das Fluid hindurch im Wesentlichen 100% ist.
• Wie oben erläutert wurde, greift der Kolben 104 an der Frontabdeckung 106 an, wenn die Drehzahl des Turbinenläufers 102 schnell wird und einer vorgegebenen Bedingung genügt. Die Drehzahl des Turbinenläufers 102 stimmt jedoch kurz vor dem Angreifen des Kolbens 104 an der Frontabdeckung 106 nicht völlig mit der Drehzahl der Frontabdeckung 106 überein. Somit tritt wegen eines Unterschieds zwischen der Drehzahl des Kolbens 104 und der von der Frontabdeckung 106 ein Stoß auf, wenn der Kolben 104 an der Frontabdeckung 106 angreift. Es ist erforderlich, den Stoß, der zu diesem Zeitpunkt auftritt, abzumildern und eine Übertragung der Drehmomentschwankung des Motors nach dem Ineinandergreifen zu unterdrücken. Dementsprechend ist zwischen dem Kolben 104 und dem Turbinenläufer 102 eine Dämpfervorrichtung 111 vorgesehen, die mehrere gerade und zylindrische Federn 110 aufweist.
• Gemäß der oben erläuterten Ausführungsform greift der Kolben 104, der zusammen mit dem Turbinenläufer 102 rotiert, an der Frontabdeckung 106 an, die mit einer geringfügig schnelleren Drehzahl als der des Kolbens 104 rotiert. Zu diesem Zeitpunkt wird das Stoßdrehmoment, das auf den Kolben 104 einwirkt, durch die zusammengedrückten geraden und zylindrischen Federn 110 abgeschwächt. Der Kolben 104 ist koaxial mit der Turbinennabe 107 angeordnet und an der Turbinennabe 107 angebaut. Darüber hinaus ist der Kolben 104 mittels der zusammengedrückten geraden und zylindrischen Federn 110 drehbar bezüglich des Turbinenläufers 102.
• 4 zeigt eine herkömmliche Dämpfervorrichtung 111. Die Dämpfervorrichtung 111 enthält an einer Eingangsseite eine Zentralscheibe 120. Die Zentralscheibe 120 enthält Platten 121 und 122, die an der ersten Fläche bzw. an der zweiten Fläche angeordnet sind, welche Ausgabeseiten sind. Die Platten 121 und 122 sind jeweils mit Federhalteräumen 124 ausgebildet, um die geraden und zylindrischen Federn 110 festzuhalten. Darüber hinaus ist die Zentralscheibe 120 auch mit Federhalteräumen 124 ausgebildet, um die geraden und zylindrischen Federn 110 festzuhalten. Zwei gerade und zylindrische Federn 110 sind als ein Satz in dem Federhalteraum 124 in der Zentralscheibe 120 angeordnet. An jedem der beiden Enden des Federhalteraums 124 ist eine Federhalterung 125 ausgebildet. Die geraden und zylindrischen Federn 110 sind hintereinander zwischen anliegenden Federhalterungen 125 angeordnet. Zwischen den zwei geraden und zylindrischen Federn 110 ist ein Trennglied 127 angeordnet, das von einem Zwischenbauteil 126 aus nach außen ragt. Die Zentralscheibe 120 und die Platten 121 und 122 bilden den Hauptabschnitt der Dämpfervorrichtung 111.
• Die Platte 122 weist einen inneren Umfangsabschnitt 122a auf, der durch Nietverbindungen zusammen mit dem Turbinenläufer 102 an der Turbinennabe 107 befestigt ist. Somit wird das Stoßdrehmoment, das verursacht wird, wenn der Kolben 104 an der Frontabdeckung 106 angreift, auf die Zentralscheibe 120 übertragen. Dann werden die geraden und zylindrischen Federn 110 im Federhalteraum 124 durch die Federhalterung 125 der Zentralscheibe 120 zusammengedrückt. Dreht sich die Zentralscheibe 120 zum Beispiel in Uhrzeigerrichtung, dann werden die geraden und zylindrischen Federn 110 im Federhalteraum 124 durch die Federhalterung 125 heruntergedrückt. In diesem Fall dienen die Enden der Federhalteräume 124 der Platten 121 und 122 als Federaufnehmer 128 .
• Wie oben erläutert wurde, werden die zwei geraden und zylindrischen Federn 110 als ein Satz im Federhalteraum 124 festgehalten. Darüber hinaus ist das Trennglied 127 zwischen den zwei geraden und zylindrischen Federn 110 angeordnet. Somit rotiert das Zwischenbauteil 126 im Verbund mit der Kompression der geraden und zylindrischen Federn 110 . Dementsprechend werden die geraden und zylindrischen Federn 110 beide gleichmäßig zusammengedrückt.
• Da die geraden und zylindrischen Federn 110 hintereinander angeordnet sind, wird außerdem ermöglicht, dass sich die geraden und zylindrischen Federn 110 stark zusammendrücken lassen, und somit kann ein großes Stoßdrehmoment abgeschwächt werden. Außerdem wird es möglich, eine verhältnismäßig kleine Drehmomentvibration zu absorbieren. Dementsprechend kann die Drehmomentvibration des Motors, der den an der Frontabdeckung 106 angreifenden Kolben 104 aufweist, absorbiert werden.
• Gemäß der Dämpfervorrichtung 111, die in 4 dargestellt ist, ist zwischen beiden Enden des Zwischenbauteils 126 eine gerade und zylindrische Feder 110 vorhanden, und somit liegen die geraden und zylindrischen Federn 110 als ein Satz hintereinander. Wenn gemäß einer derartigen Konstruktion anstelle der zwei geraden und zylindrischen Federn 110 als ein Satz eine lange Bogenfeder verwendet wird, dann wird das Trennglied 127 nicht benötigt, und der Kompressionshub der Bogenfeder nimmt zu. Dementsprechend kann die Bogenfeder ein weit größeres Stoßdrehmoment absorbieren, und der Kompressionshub der Bogenfeder kann vergrößert werden, aber die Torsionsspannung des Spulenelements, das die Bogenfeder konfiguriert, ist nicht gleichmäßig. Genauer gesagt, die Torsionsspannung des Spulenelements, das den äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet, ist relativ klein, während die Torsionsspannung des Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet, relativ groß ist. Im Ergebnis ist es wahrscheinlich, dass die Torsionsspannung des Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet, den zulässigen Wert überschreitet.
• Als druckschriftlicher Stand der Technik werden die DE 10 2007 026 723 A1 , die DE 196 48 342 A1 , sowie die DE 39 34 798 A1 genannt.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dämpfervorrichtung zu schaffen, welche die Torsionsspannung eines Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt einer Bogenfeder bildet, niedrig hält, um zu ermöglichen, dass die Bogenfeder mit einem größeren Hub zusammengedrückt und ein großes Stoßdrehmoment absorbiert wird.
• Die Bogenfeder einer erfindungsgemäßen Dämpfervorrichtung weist einen vorgegebenen Krümmungsradius R_a und einen freien Winkel θ_a in einem freien Zustand auf. Der Federhalteraum, in dem die Bogenfeder festgehalten wird, weist einen vorgegebenen Krümmungsradius R₁ und einen Einfügewinkel θ₀ auf. Es werden die Beziehung erfüllt, dass der Krümmungsradius R_a der Bogenfeder größer als der Krümmungsradius R₁ des Federhalteraums ist, und die Beziehung, dass der freie Winkel θ_a der Bogenfeder kleiner als der Einfügewinkel θ₀ des Federhalteraums ist. Das heißt, die Bogenfeder wird gebogen und dann in dem Federhalteraum festgehalten.
• Mit dieser Konstruktion tritt durch Biegen der Bogenfeder und anschließendes Festhalten der Bogenfeder im Federhalteraum eine Torsionsspannung mit einem negativen Vorzeichen in dem Spulenelement auf, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet. Die Torsionsspannung mit einem negativen Vorzeichen bedeutet eine Torsionsspannung, die in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Torsionsspannung mit einem positiven Vorzeichen wirkt, welche in einem Spulenelement auftritt, wenn die Bogenfeder zusammengedrückt wird. In diesem Fall ist selbst dann, wenn die Bogenfeder im Federhalteraum zusammengedrückt wird, eine Verringerung der Torsionsspannung mit einem positiven Vorzeichen möglich, die in dem Spulenelement auftritt, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet, weil zuvor die Torsionsspannung mit einem negativen Vorzeichen auf das Spulenelement angewendet wurde, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Krümmungsradius der Bogenfeder größer als der des Federhalteraums. Weil der Krümmungsradius der Bogenfeder abnimmt, wenn die Bogenfeder im Federhalteraum festgehalten wird, wird aus diesem Grunde die Torsionsspannung mit einem negativen Vorzeichen auf das Spulenelement angewendet, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet. Wenn die Bogenfeder zusammengedrückt wird, heben sich somit die Torsionsspannung mit einem positiven Vorzeichen, die in dem Spulenelement infolge des
• Zusammendrückens der Bogenfeder auftritt, und die Torsionsspannung mit einem negativen Vorzeichen, die zuvor auf das Spulenelement angewendet wurde, gegenseitig auf. Somit wird die Torsionsspannung des Spulenelements, die auf den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder und auf ihren äußeren Umfangsabschnitt angewendet wird, gleich. Dementsprechend kann die Torsionsspannung des Spulenelements, die beim Zusammendrücken der Bogenfeder erzeugt wird, über die gesamte Bogenfeder hinweg gleichmäßig gemacht werden.
• Deshalb ist es im Vergleich mit einer abmessungsgleichen Bogenfeder möglich, die Hubhöhe zu vergrößern, die für ein Zusammendrücken der Bogenfeder zulässig ist. Wird diese Bogenfeder als eine Dämpferfeder einer Dämpfervorrichtung verwendet, dann werden somit der Kompressionswinkel und das Drehmoment der Dämpfervorrichtung verbessert, und damit ist es möglich, ein größeres Stoßdrehmoment zu absorbieren. Mit anderen Worten, es ist möglich, in der Dämpfervorrichtung, welche die gleiche Funktion aufweist, eine kleinere Dämpferfeder zu verwenden. Ferner ist das Zwischenbauteil, das verwendet wird, wenn mehrere Dämpferfedern hintereinander angeordnet werden, nicht erforderlich, und damit ist es möglich, die Dämpferfeder einzusetzen, deren Länge größer als die einer herkömmlichen Dämpferfeder ist. Demzufolge werden eine Gewichtseinsparung und eine Größenreduktion der Dämpfervorrichtung erreicht.
• 1(a) ist eine als Beispiel dienende grafische Darstellung, die eine in einem Federhalteraum festgehaltene herkömmliche Bogenfeder zeigt;
• 1(b) ist eine als Beispiel dienende grafische Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem die Bogenfeder um einen Kompressionswinkel θ zusammengedrückt ist;
• 1(c) ist eine als Beispiel dienende grafische Darstellung, die eine allgemeine Struktur der Bogenfeder zeigt;
• 2 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen einem Kompressionswinkel und einer Torsionsspannung zeigt, die an dem Spulenelement einer Bogenfeder angreift, wenn die herkömmliche Bogenfeder zusammengedrückt wird;
• 3 ist eine als Beispiel dienende grafische Darstellung, die eine allgemeine Struktur eines Drehmomentwandlers zeigt;
• 4 ist eine als Beispiel dienende grafische Darstellung, die eine allgemeine Struktur einer Dämpfervorrichtung zeigt, die in einem Drehmomentwandler eingesetzt wird;
• 5(a) ist eine als Beispiel dienende grafische Darstellung, die eine Bogenfeder in einem freien Zustand zeigt;
• 5(b) ist eine als Beispiel dienende grafische Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem die Bogenfeder, die in einem freien Zustand in 5(a) dargestellt ist, gebogen und in einem Federhalteraum festgehalten wird;
• 6 ist eine als Beispiel dienende grafische Darstellung, welche die Bogenfeder in dem Federhalteraum zeigt, die um einen Kompressionswinkel θ zusammengedrückt wurde;
• 7 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen dem Kompressionswinkel einer Bogenfeder der vorliegenden Erfindung und der Torsionsspannung darstellt;
• 8 ist eine Strichzeichnung der Kompressionssteifigkeit eines herkömmlichen Dämpfers;
• 9 ist eine Strichzeichnung der Kompressionssteifigkeit des Dämpfers mit einem verbesserten Drehmoment gemäß der vorliegenden Erfindung;
• 10 ist eine Strichzeichnung der Kompressionssteifigkeit des Dämpfers mit einem verbesserten Hub gemäß der vorliegenden Erfindung;
• 11 ist eine Grafik, welche die Torsionsspannung zeigt, die an dem Spulenelement einer Bogenfeder angreift, wenn die Bogenfeder, die einen Krümmungsradius R₁ aufweist, in dem Federhalteraum festgehalten wird, der einen Krümmungsradius R₁ aufweist;
• 12 ist eine Grafik, welche die Torsionsspannung zeigt, die an dem Spulenelement einer Bogenfeder angreift, wenn die Bogenfeder, die einen Krümmungsradius R_a aufweist, in einem Federhalteraum festgehalten wird, der einen Krümmungsradius R₁ aufweist;
• 13 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen einem Krümmungsradius einer Bogenfeder und der an einem Spulenelement angreifenden Torsionsspannung darstellt, wenn die Bogenfeder in einem Federhalteraum festgehalten wird, der einen Krümmungsradius R₁ aufweist;
• 14 ist eine Grafik, welche die Torsionsspannung zeigt, die an dem Spulenelement einer Bogenfeder angreift, wenn die Bogenfeder, die einen Krümmungsradius a aufweist, in einem Federhalteraum festgehalten wird, der einen Krümmungsradius R₁ aufweist;
• 15 ist eine Grafik, welche die Torsionsspannung zeigt, die an dem Spulenelement einer Bogenfeder angreift, wenn die Bogenfeder, die einen Krümmungsradius b aufweist, in einem Federhalteraum festgehalten wird, der einen Krümmungsradius R₁ aufweist;
• 16 ist eine Grafik, welche die Torsionsspannung zeigt, die an dem Spulenelement einer Bogenfeder angreift, wenn die Bogenfeder, die einen Krümmungsradius c aufweist, in einem Federhalteraum festgehalten wird, der einen Krümmungsradius R₁ aufweist; und
• 17 ist eine als Beispiel dienende grafische Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem eine Bogenfeder in einem Federhalteraum festgehalten wird und die Bogenfeder durch eine Federhalterung und einen Federaufnehmer gehalten wird.
• Es wird nun eine Erläuterung einer Ausführungsform gegeben, die eine Bogenfeder der vorliegenden Erfindung und eine Dämpfervorrichtung daraus mit Bezugnahme auf die 5(a) bis 17 begründet.
• 5(a) zeigt eine Bogenfeder 1 in einem freien Zustand. 5(b) zeigt eine Bogenfeder 2, die in einem Federhalteraum 3 festgehalten wird. Wie in 5(a) dargestellt ist, weist die Bogenfeder 1 einen mittleren Durchmesser D₀, einen Referenzradius R_a, der ein vorgegebener Krümmungsradius ist, und einen freien Winkel θ_a auf. Hingegen weist der Federhalteraum 3 einen Referenzradius (Einfügedurchmesser) R₁, der ein vorgegebener Krümmungsradius ist, und einen Einfügewinkel θ₀ auf. Das heißt, die Bogenfeder 1 weist einen Krümmungsradius auf, der sich von dem des Federhalteraums 3 unterscheidet. Folglich wird die Bogenfeder 1 von einem freien Zustand ausgehend gebogen und in dem Federhalteraum 3 festgehalten. Die Punktlinien in 5(b) zeigen die Bogenfeder 1 in einem freien Zustand. Die Bogenfeder 2, die in dem Federhalteraum 3 festgehalten wird, weist den Krümmungsradius R₁ auf. Wird die Bogenfeder 1 auf diese Weise in dem Federhalteraum 3 festgehalten, dann wird eine Beziehung R_a × θ_a = R₁ × θ₀ erfüllt. Dementsprechend wird die Bogenfeder 1 so hergestellt, dass sie der Beziehung genügt, dass der Krümmungsradius R_a = R₁ × θ₀/θ_a ist.
• 6 zeigt einen Zustand, in dem die Bogenfeder 2 im Federhalteraum 3 um einen Kompressionswinkel θ zusammengedrückt ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Bogenfeder 1 gebogen und dann im Federhalteraum 3 festgehalten. Dementsprechend wird eine Torsionsspannung mit einem negativen Vorzeichen auf ein Spulenelement angewendet, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 1 bildet. Wird die Bogenfeder 2, wie in 6 dargestellt ist, um den Kompressionswinkel θ zusammengedrückt, dann wird folglich die Torsionsspannung mit einem positiven Vorzeichen, die auf das Spulenelement einwirkt, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet, durch die Torsionsspannung mit einem negativen Vorzeichen abgeschwächt, die zuvor auf das Spulenelement angewendet wurde.
• Wie in 1 dargestellt ist, kann mit Bezug auf eine Hubhöhe einer herkömmlichen Bogenfeder, wenn sie um einen Kompressionswinkel θ zusammengedrückt ist, ausgeführt werden, dass: $$\text{Referenzdurchmesser}-\text{Hub }\mathrm{\delta }=\mathrm{\theta }\times {\text{R}}_1;$$

  

  $$\text{Außenumfangshub }{\mathrm{\delta }}_{\text{out}}=\left({\text{R}}_1+{\text{D}}_0/2\right)\times \mathrm{\theta };\text{ und}$$

  

  $$\text{Innenumfangshub }{\mathrm{\delta }}_{\text{in}}=\left({\text{R}}_1-{\text{D}}_0/2\right)\times \mathrm{\theta }.$$

  
• Eine Kompressionshubhöhe ist an dem äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 um (D₀/2 × θ) größer als der Referenzdurchmesser-Hub und ist an dem inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 um (D₀/2 × θ) kleiner als der Referenzdurchmesser-Hub. Folglich kann die Spannung, die beim Zusammendrücken der Bogenfeder 2 verursacht wird, über die gesamte Bogenfeder 2 hinweg gleichmäßig sein, wenn die Bogenfeder 1 gebogen und im Federhalteraum 3 festgehalten wird, sofern der äußere Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 um (D₀/2 × θ) gestreckt und der innere Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 um (D₀/2 × θ) gestaucht wird.
• Ist der Referenzdurchmesser der Bogenfeder 1 gleich R_a und ihr freier Winkel θ_a, dann kann ausgeführt werden dass: $$\text{Referenzbogenlänge}:{\mathrm{\theta }}_{\text{a}}\times {\text{R}}_{\text{a}}={\mathrm{\theta }}_0\times {\text{R}}_1;$$

  

  $$\begin{array}{l}\text{Außenumfangsbogenlänge}:{\mathrm{\theta }}_{\text{a}}\times \left({\text{R}}_{\text{a}}+{\text{D}}_0/2\right)=\text{B}-\left(\mathrm{\theta }\times {\text{D}}_0/2\right),\text{ d}.\text{h}.{\mathrm{\theta }}_{\text{a}}\times \left({\text{R}}_{\text{a}}+{\text{D}}_0/2\right)={\mathrm{\theta }}_0\times \\ \left({\text{R}}_1+{\text{D}}_0/2\right)-\left(\mathrm{\theta }\times {\text{D}}_0/2\right);\text{ und}\end{array}$$

  

  $$\begin{array}{l}\text{Innenumfangsbogenlänge}:{\mathrm{\theta }}_{\text{a}}\times \left({\text{R}}_{\text{a}}-{\text{D}}_0/2\right)=\text{C}+\left(\mathrm{\theta }\times {\text{D}}_0/2\right),\text{ d}.\text{h}.{\mathrm{\theta }}_{\text{a}}\times \left({\text{R}}_{\text{a}}-{\text{D}}_0/2\right)={\mathrm{\theta }}_0\times \\ \left({\text{R}}_1-{\text{D}}_0/2\right)+\left(\mathrm{\theta }\times {\text{D}}_0/2\right).\end{array}$$

  
• Aus diesen Gleichungen kann erhalten werden dass: $${\text{R}}_{\text{a}}={\mathrm{\theta }}_0\times {\text{R}}_1/\left({\mathrm{\theta }}_0-\mathrm{\theta }\right);\text{ und}$$

  

  $${\mathrm{\theta }}_{\text{a}}={\mathrm{\theta }}_0-\mathrm{\theta }.$$

  
• Die Form der Bogenfeder 1 kann so festgelegt werden, dass sie diesen Bedingungen genügt. Es wird angemerkt, dass B eine Länge eines äußeren Umfangsabschnitts des Federhalteraums ist und dass C eine Länge eines inneren Umfangsabschnitts des Federhalteraums ist.
• Wie oben erläutert wurde, wird die Bogenfeder 1 Federhalteraum 3 festgehalten, nachdem die oben erläuterten Bedingungen erfüllt sind. Wie in 6 dargestellt ist, ist die Hubhöhe der Bogenfeder in diesem Fall, wenn die Bogenfeder 1 um den Kompressionswinkel θ zusammengedrückt ist, gegeben durch: $$\text{Einfügedurchmesser}-\text{Hub }\mathrm{\delta }=\mathrm{\theta }\times {\text{R}}_1;$$

  

  $$\text{Außendurchmesser}-\text{Hub }{\mathrm{\delta }}_{\text{out}}=\mathrm{\theta }\times {\text{R}}_1;\text{ und}$$

  

  $$\text{Innendurchmesser}-\text{Hub }{\mathrm{\delta }}_{\text{in}}=\mathrm{\theta }\times {\text{R}}_1.$$

  
• Das heißt, wird die Bogenfeder 1 gebogen und in dem Federhalteraum 3 festgehalten, dann wird der äußere Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 um (D₀/2 × θ) gestreckt und der innere Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 wird um (D₀/2 × θ) gestaucht. Wenn die Bogenfeder 2, wie in 6 dargestellt ist, in dem Federhalteraum 3 zusammengedrückt wird, dann wird außerdem die Kompressionshubhöhe am äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 um (D₀/2 × θ) größer als der Referenzdurchmesser-Hub, und die Kompressionshubhöhe am inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 wird um (D₀/2 × θ) kleiner als der Referenzdurchmesser-Hub. Das macht die Spannung, die beim Zusammendrücken der Bogenfeder 2 erzeugt wird, gleichmäßig über die gesamte Bogenfeder 2 hinweg.
• 7 zeigt eine Beziehung zwischen einem Kompressionswinkel θ und einer Torsionsspannung des Spulenelements, wenn die Bogenfeder 2 der vorliegenden Erfindung in dem Federhalteraum 3 festgehalten und zusammengedrückt wird. Es wird zuvor eine Torsionsspannung mit einem negativen Vorzeichen auf das Spulenelement angewendet, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet. Außerdem wird zuvor auf das Spulenelement, das den äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet, eine Torsionsspannung mit einem positiven Vorzeichen angewendet. Bei einem Zusammendrücken der Bogenfeder 2 im Federhalteraum 3, wie in 7 dargestellt ist, nimmt die Torsionsspannung zu, die auf das Spulenelement wirkt, das die Bogenfeder 2 konfiguriert. Wenn an der Bogenfeder 2 der Kompressionswinkel θ₁ + α₁ erreicht wird, dann konvergieren die Torsionsspannung am Einfügedurchmesser, die Torsionsspannung des Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet, und die Torsionsspannung des Spulenelements, das den äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet.
• Wie in den 2 und 7 dargestellt ist, ist das Verhältnis aus der Zunahme der Torsionsspannung, die auf das Spulenelement wirkt, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet, bezogen auf den Kompressionswinkel relativ groß. Mit Bezug auf diesen Punkt wird gemäß der vorliegenden Erfindung zuvor eine Torsionsspannung mit einem negativen Vorzeichen auf das Spulenelement angewendet, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet. Wenn an der Bogenfeder 2 der Kompressionswinkel θ₁ + α₁ erreicht wird, dann konvergieren folglich die Torsionsspannung am Einfügedurchmesser und die Torsionsspannung des Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet. Umgekehrt wird das Verhältnis aus der Zunahme der Torsionsspannung des Spulenelements, das den äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet, bezogen auf den Kompressionswinkel relativ klein. Mit Bezug auf diesen Punkt wird gemäß der vorliegenden Erfindung zuvor eine Torsionsspannung mit einem positiven Vorzeichen auf das Spulenelement angewendet, das den äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet. Wenn an der Bogenfeder 2 der Kompressionswinkel θ₁ + α₁ erreicht wird, dann konvergieren dementsprechend die Torsionsspannung des Einfügedurchmessers und die Torsionsspannung des Spulenelements, das den äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet.
• In 7 zeigen die Punktlinien die Torsionsspannung des Spulenelements an, die erzeugt wird, wenn eine herkömmliche Bogenfeder zusammengedrückt wird. Gemäß einer herkömmlichen Konstruktion wird zuvor keine Torsionsspannung auf das Spulenelement eines jeden Abschnitts der Bogenfeder angewendet. Nehmen die Torsionsspannung des Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet, die Torsionsspannung am Einfügedurchmesser und die Torsionsspannung des Spulenelements, das den äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet, proportional zum Kompressionswinkel zu, dann wird dementsprechend die Torsionsspannung des Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet, größer als die Torsionsspannung, die auf das Spulenelement der anderen Abschnitten einwirkt, und erreicht den gleichen Wert wie die zulässige Spannung, wenn der Kompressionswinkel θ₁ erreicht ist.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird hingegen zuvor eine Torsionsspannung mit einem negativen Vorzeichen auf das Spulenelement angewendet, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet. Damit kann dann, wenn die Bogenfeder 2 stark zusammengedrückt und die Torsionsspannung bis auf die zulässige Spannung erhöht wird, wie in 7 dargestellt ist, der Kompressionswinkel, welcher der zulässigen Spannung entspricht, auf einen Winkel vergrößert werden, der größer als θ₁ ist. Das heißt, durch vorheriges Anwenden der Spannung mit einem negativen Vorzeichen auf das Spulenelement, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet, kann der Kompressionswinkel, welcher der zulässigen Spannung entspricht, bis auf (θ₁ + α₁) erhöht werden.
• 8 ist eine Strichzeichnung der Kompressionssteifigkeit eines herkömmlichen Dämpfers. T₁ ist das Drehmoment bei einem Kompressionswinkel θ₁, welches die zulässige Belastung der Bogenfeder ist. 9 ist eine Strichzeichnung einer Dämpfer-Kompressionssteifigkeit einer Dämpfervorrichtung, welche die Bogenfeder 2 der vorliegenden Erfindung enthält. Wenn eine Kompressionssteifigkeit K die gleiche ist wie die der herkömmlichen Konstruktion, dann wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kompressionswinkel θ₁' größer als der Kompressionswinkel θ₁, und ein zulässiges Drehmoment T₁' wird auch größer als das zulässige Drehmoment T_1.
• 10 ist eine Strichzeichnung einer Dämpfer-Kompressionssteifigkeit einer Dämpfervorrichtung, welche die Bogenfeder 2 der vorliegenden Erfindung enthält, und veranschaulicht einen Fall, in dem der Hub bei einer niedrigen Kompressionssteifigkeit verbessert ist. Wird ein benötigtes Drehmoment der Dämpfervorrichtung der vorliegenden Erfindung wie bei der Dämpfervorrichtung, welche die herkömmliche Bogenfeder enthält, auf T₁ festgelegt, dann nimmt ein Kompressionswinkel θ₁'' zu, und somit kann ein großes Stoßdrehmoment abgeschwächt werden. Wie oben erläutert wurde, nimmt gemäß der Dämpfervorrichtung unter Verwendung der Bogenfeder 2 der vorliegenden Erfindung die Absorptionsenergie zu, das Drehmoment der Dämpfervorrichtung nimmt zu und die Hubhöhe, die für das Zusammendrücken der Bogenfeder erlaubt werden kann, nimmt auch zu.
• 11 zeigt Torsionsspannungen, die auf das Spulenelement der Bogenfeder im Ausgangszustand der Bogenfeder und in ihrem Zustand der maximalen Kompression einwirken. Darüber hinaus zeigt 11 die Torsionsspannung des Spulenelements, die erzeugt wird, wenn die herkömmliche Bogenfeder, die in 1 dargestellt ist, in einem Federhalteraum festgehalten wird, der den gleichen Krümmungsradius wie die Bogenfeder aufweist, welcher R₁ ist. Wird die Bogenfeder, die auf einen vorgegebenen Krümmungsradius R₁ gebogen ist, zusammengedrückt, wie in 11 dargestellt ist, dann wird eine Spannung in einer Wellenform so auf die Bogenfeder angewendet, dass sie der Anzahl der Windungen der Bogenfeder entspricht. In diesem Fall ist die Torsionsspannung des Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet, relativ groß, während die Torsionsspannung des Spulenelements, das den äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet, relativ klein ist.
• Demgegenüber zeigt 12 die Torsionsspannung des Spulenelements, die erzeugt wird, wenn die Bogenfeder 2 der vorliegenden Erfindung in dem Federhalteraum 3 festgehalten wird. In diesem Fall wird die Bogenfeder 1, die einen vorgegebenen Krümmungsradius R_a aufweist, weiter gebogen und in dem Federhalteraum 3 festgehalten, der einen Krümmungsradius R₁ aufweist. Folglich wirkt die Anfangstorsionsspannung in dem Ausgangszustand der Bogenfeder 2 in einer Wellenform auf die Bogenfeder 2 ein, sodass sie der Anzahl der Windungen der Bogenfeder 2 entspricht. Die Talsohlen der Wellenform entsprechen der Torsionsspannung des Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet, während die Gipfelpunkte der Wellenform der Torsionsspannung des Spulenelements entsprechen, das den äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Torsionsspannung, die auf das Spulenelement der Bogenfeder 2 angewendet wird, über die gesamte Bogenfeder 2 hinweg konstant, wenn die Bogenfeder 2, auf welche die Anfangstorsionsspannung angewendet wird, auf einen vorgegebenen Winkel zusammengedrückt wird. Das heißt, wenn an der Bogenfeder 2 der Kompressionswinkel θ₁ + α₁ erreicht wird, wie in 7 dargestellt ist, dann zeigen die Torsionsspannung am Einfügedurchmesser, die Torsionsspannung des Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet und die Torsionsspannung des Spulenelements, das den äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet, den gleichen Wert an.
• 13 zeigt die Torsionsspannung des Spulenelements, die erzeugt wird, wenn die Bogenfeder 1 im Federhalteraum 3, der einen Krümmungsradius R₁ aufweist, festgehalten und zusammengedrückt wird, wobei der Krümmungsradius der Bogenfeder 1 gleich R₁, a, R_a, b, und c (R₁ < a < R_a < b < c) ist. Wie in 11 dargestellt ist, ist in dem Ausgangszustand der Bogenfeder 2 die Torsionsspannung des Spulenelements sowohl an dem inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 als auch an ihrem äußeren Umfangsabschnitt gleich null, wenn der Krümmungsradius der Bogenfeder 1 auf R₁ festgelegt ist. Wird die Bogenfeder 2 aber zusammengedrückt, dann wird eine Torsionsspannung auf das Spulenelement angewendet, das die Bogenfeder 2 konfiguriert. Wird hingegen, wie in 12 dargestellt ist, der Krümmungsradius der Bogenfeder 1 auf R_a festgelegt, dann wird in dem Ausgangszustand der Bogenfeder 2 eine Anfangsspannung auf das Spulenelement sowohl an dem inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 als auch an ihrem äußeren Umfangsabschnitt angewendet. Umgekehrt wird in dem zusammengedrückten Zustand der Bogenfeder 2 die Torsionsspannung des Spulenelements, die auf den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 und auf deren äußeren Umfangsabschnitt angewendet wird, gleich.
• 14 zeigt die Torsionsspannung des Spulenelements, die erzeugt wird, wenn die Bogenfeder 1 den Krümmungsradius aufweist, der gleich a ist, wobei der Krümmungsradius einer Beziehung genügt, dass R₁ < a < R_a ist, und die Bogenfeder 1, die den Krümmungsradius a aufweist, in dem Federhalteraum 3 festgehalten wird, der einen Krümmungsradius R₁ aufweist, In diesem Fall wird die Bogenfeder 1 so gebogen, dass sie kleiner ist als in dem Fall, der in 12 dargestellt ist, und sie wird in dem Federhalteraum gehalten, der einen Krümmungsradius R₁ aufweist. Somit wird in dem Ausgangszustand der Bogenfeder 2 die Anfangstorsionsspannung in einer Wellenform, die der Anzahl der Windungen der Bogenfeder 2 entspricht, auf die Bogenfeder 2 angewendet. Außerdem wird die Torsionsspannung in dem zusammengedrückten Zustand der Bogenfeder 2 auf das Spulenelement angewendet, das die Bogenfeder 2 konfiguriert.
• 15 zeigt die Torsionsspannung des Spulenelements, die erzeugt wird, wenn die Bogenfeder 1 einen Krümmungsradius b aufweist, wobei der Krümmungsradius b einer Beziehung genügt, dass R_a < bist, und die Bogenfeder 1, die den Krümmungsradius b aufweist, in dem Federhalteraum 3 festgehalten wird, der einen Krümmungsradius R₁ aufweist. In diesem Fall wird im Ausgangszustand der Bogenfeder 2 eine Torsionsspannung auf das die Bogenfeder 2 konfigurierende Spulenelement angewendet, die größer als in den Fällen der 12 und 14 ist. Außerdem wird auch in dem zusammengedrückten Zustand der Bogenfeder 2 eine Torsionsspannung auf das Spulenelement angewendet, das die Bogenfeder 2 konfiguriert. Da in diesem Fall der Krümmungsradius einer Beziehung genügt, dass R_a < b ist, wird in dem zusammengedrückten Zustand der Bogenfeder 2 die Torsionsspannung des Spulenelements, das den äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet, größer als die Torsionsspannung des Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet.
• 16 zeigt die Torsionsspannung des Spulenelements, die erzeugt wird, wenn die Bogenfeder 1 einen Krümmungsradius c aufweist, wobei der Krümmungsradius c einer Beziehung genügt, dass R_a < b < c ist, und die Bogenfeder 1, die den Krümmungsradius c aufweist, in dem Federhalteraum 3 festgehalten wird, der einen Krümmungsradius R₁ aufweist. Wie in 16 dargestellt ist, wird im Ausgangszustand der Bogenfeder 2 eine noch größere Torsionsspannung als in dem Fall von 15 auf das die Bogenfeder 2 konfigurierende Spulenelement angewendet. Außerdem wird auch in dem zusammengedrückten Zustand der Bogenfeder 2 eine Torsionsspannung auf das Spulenelement angewendet, das die Bogenfeder 2 konfiguriert. Da in diesem Fall der Krümmungsradius einer Beziehung genügt, dass R_a < b < c ist, wird in dem zusammengedrückten Zustand der Bogenfeder 2 die Torsionsspannung des Spulenelements, das den äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet, nochmals größer als die Torsionsspannung des Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet.
• Wie oben erläutert wurde, wird die Bogenfeder 1, die einen vorgegebenen Krümmungsradius aufweist, gemäß der vorliegenden Erfindung weiter gebogen und im Federhalteraum 3 festgehalten, wobei eine Anfangsspannung auf das Spulenelement angewendet wird, das die Bogenfeder 2 konfiguriert. Wird die Bogenfeder 2 zusammengedrückt, dann kann bei einer derartigen Konstruktion bewirkt werden, dass die Torsionsspannung am Einfügedurchmesser, die Torsionsspannung des Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet, und die Torsionsspannung des Spulenelements, das den äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet, aneinander angeglichen sind. In diesem Fall weist die Bogenfeder 1 einen größeren Krümmungsradius als den des Federhalteraums 3 auf. Außerdem weist die Bogenfeder 2 den Krümmungsradius auf, der kleiner gemacht wurde als der von der Bogenfeder 1, und sie wird in dem Federhalteraum 3 festgehalten, der einen vorgegebenen Krümmungsradius aufweist.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Bogenfeder in dem Federhalteraum festgehalten, der einen vorgegebenen Krümmungsradius aufweist, oder sie wird durch eine Federhalterung und einen Federaufnehmer gehalten, und damit wird die Torsionsspannung des Spulenelements, die beim Zusammendrücken der Bogenfeder 2 erzeugt wird, gleichmäßig über die gesamte Bogenfeder 2 hinweg gemacht. Statt eine Bogenfeder herzustellen, die einer vorgegebenen Bedingung genügt, kann eine normale Bogenfeder bis zu einem bestimmten Grad gebogen werden, um eine Torsionsspannung mit einem negativen Vorzeichen auf das Spulenelement anzuwenden, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder bildet.
• Die Bogenfeder 2, die in 17 dargestellt ist, wird in einem Federhalteraum 8 festgehalten, der einen Krümmungsradius R₁ aufweist, und sie wird durch eine Federhalterung 4 und einen Federaufnehmer 5 gehalten. In diesem Fall wird eine Torsionsspannung mit einem negativen Vorzeichen auf das Spulenelement angewendet, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet. Außerdem können der Schrägstellungswinkel einer Halterungsfläche 6 der Federhalterung 4 und der von einer Aufnahmefläche 7 des Federaufnehmers 5 entsprechend angepasst werden, und die Bogenfeder 2 kann durch die Federhalterung 4 und den Federaufnehmer 5 gehalten und zusammengedrückt werden. Gemäß einer derartigen Konstruktion kann die Torsionsspannung des Spulenelements, die beim Zusammendrücken der Bogenfeder 2 erzeugt wird, auch gleichmäßig über die gesamte Bogenfeder hinweg gemacht werden.
• Außerdem kann eine Torsionsspannung mit einem negativen Vorzeichen auf das Spulenelement, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder 2 bildet, angewendet werden, indem die Bogenfeder 2 mithilfe der Federhalterung 4 und des Federaufnehmers 5 gehalten wird, ohne dass die Bogenfeder 1 in dem Federhalteraum 8 festgehalten und ohne dass der Krümmungsradius R_a der Bogenfeder 1 verändert wird. Dann kann durch Drehen der Federhalterung 4 um einen Winkel θ bezüglich des Federaufnehmers 5 zum Zusammenzudrücken der Bogenfeder 1 die Torsionsspannung des Spulenelements, die beim Zusammendrücken der Bogenfeder 2 erzeugt wird, gleichmäßig über die gesamte Bogenfeder hinweg gemacht werden.
• Obwohl die Bogenfeder 1 in der oben erläuterten Ausführungsform eine Konstruktion mit einer Feder verwendet, kann die Bogenfeder eine Dualfeder-Konstruktion nutzen, in welcher eine weitere Bogenfeder, die einen kleineren Außendurchmesser aufweist, in den Innenraum der Bogenfeder 1 eingepasst wird. In diesem Fall kann die äußere Hauptbogenfeder allein die Bogenfeder 1 der vorliegenden Erfindung sein, und die innere Unterbogenfeder allein kann die Bogenfeder 1 der vorliegenden Erfindung sein. Ferner können die äußere Hauptbogenfeder und die innere Unterbogenfeder beide die Bogenfeder 1 der vorliegenden Erfindung sein.

Claims (4)

1. Dämpfervorrichtung (111) mit: einem Hauptkörper, der einen Federhalteraum (3, 8) aufweist, und einer Dämpferfeder, die in dem Federhalteraum (3, 8) festgehalten wird, und die Dämpfervorrichtung (111) ausgeführt ist, ein Stoßdrehmoment zu absorbieren, wobei: die Dämpferfeder eine Bogenfeder (1, 2) aufweist, die Bogenfeder (1, 2) in einem freien Zustand einen vorgegebenen Krümmungsradius (Ra) aufweist und einen freien Winkel (θa) zwischen Linien aufweist, welche ein Zentrum des Krümmungsradius (Ra) und die jeweiligen Enden der Bogenfeder (1, 2) verbinden, der Federhalteraum (3, 8) einen vorgegebenen Krümmungsradius (R1) und einen Einfügewinkel (θ0) aufweist, der Krümmungsradius (Ra) der Bogenfeder (1, 2) in dem freien Zustand eingestellt ist, dass er größer als der Krümmungsradius (R1) des Federhalteraums (3, 8) ist und der freie Winkel (θa) der Bogenfeder (1, 2) in dem freien Zustand eingestellt ist, dass er kleiner als ein Einfügewinkel (θ0) des Federhalteraums (3, 8) ist, und die Bogenfeder (1, 2) gebogen und in dem Federhalteraum (3, 8) festgehalten wird und somit der Krümmungsradius (R1) der Bogenfeder (1, 2) klein im Vergleich zu dem der Bogenfeder (1, 2) im freien Zustand wird und der Einfügewinkel (θ0) der Bogenfeder (1, 2) groß im Vergleich zu dem freien Winkel (θa) der Bogenfeder (1, 2) in dem freien Zustand wird, wodurch eine Torsionsspannung mit einem negativen Vorzeichen auf ein Spulenelement angewendet wird, das einen inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder (1, 2) bildet, und wobei eine Torsionsspannung mit einem positiven Vorzeichen auf ein Spulenelement angewendet wird, das einen äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder (1, 2) bildet.
2. Dämpfervorrichtung (111) nach Anspruch 1, wobei dann, wenn die Bogenfeder (1, 2) in dem Federhalteraum (3, 8) durch das Stoßdrehmoment um einen bestimmten Winkel zusammengedrückt wird, die Torsionsspannung des Spulenelements, das den inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder (1, 2) bildet, und die Torsionsspannung des Spulenelements, das einen äußeren Umfangsabschnitt der Bogenfeder (1, 2) bildet, mit der Torsionsspannung an einem Einfügedurchmesser konvergieren.
3. Dämpfervorrichtung (111) nach Anspruch 1, wobei eine Federhalterung (3, 8) und ein Federaufnehmer (5), die beide Enden der Bogenfeder (1, 2) herunterdrücken, eine Torsionsspannung mit einem negativen Vorzeichen auf ein Spulenelement anwenden, das einen inneren Umfangsabschnitt der Bogenfeder (1, 2) bildet.
4. Dämpfervorrichtung (111) nach Anspruch 1, wobei die Bogenfeder (1, 2) derart eingestellt ist, dass sie die Bedingung R_a = R₁ × θ₀/θ_a erfüllt, wobei R_a der Krümmungsradius der Bogenfeder (1, 2) in dem freien Zustand, R₁ der Krümmungsradius des Federhalteraums (3, 8), θ_a der freie Winkel der Bogenfeder (1, 2) und θ₀ der Einfügewinkel des Federhalteraums (3, 8) ist.

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